計算機網絡（詳解）

文章目錄

• 一，計算機網絡
• • ⑴ 區域網路（LAN）
  • • 1) 環狀拓撲結構
    • 2) 星型拓撲結構
    • 3) 總線拓撲結構
  • ⑵ 城域網（MAN）
  • ⑶ 廣域網（WAN）
• 二，網際網路
• • ⑴ 網際網路是一種計算機網絡
  • ⑵ 網際網路的工作模式
  • ⑶ 網際網路的優勢
• 三，内聯網
• • ⑴ 内聯網的優缺點
• 四，外聯網
• • ⑴ 外聯網的建立
  • ⑵ 外聯網的優缺點
  • ⑶ 外聯網和内聯網的差別
• 五，網站
• • ⑴ 網站的類型
  • • 1）靜态網站
    • 2）動态網站

一，計算機網絡

所謂計算機網絡，是指借助通信線路（網線、路由器等）将兩台甚至更多台計算機和其它硬體裝置（例如列印機、掃描器）之間建立起連接配接，位于網絡内部的計算機，可以實作互相通信，互相傳遞資料和指令，還可以共享系統内部的硬體和軟體資源。

根據不同的劃分标準，可以将不同的計算機網絡進行分類。這裡，我們以計算機網絡分布範圍的大小作為劃分标準，将計算機網絡細分為區域網路、城域網以及廣域網。

⑴ 區域網路（LAN）

顧名思義，區域網路就是分布在較小的地理範圍内的計算機網絡，例如辦公室、公司、學校等。

區域網路可以是有線網絡或者無線網絡，也可以由有線和無線搭配組建而成。區域網路中各硬體裝置之間通常使用網線進行連接配接，每根網線都提供有一個接口，可用來連接配接多種硬體裝置，如路由器、交換機、計算機等。例如，我們隻需要使用 1 個路由器、少量網線以及幾台計算機（電腦、手機等），就可以在家裡、辦公室等地方組建一個區域網路。

組建區域網路時，常用的連接配接衆多計算機的方式（稱為拓撲結構）有 3 種，分别是：

1) 環狀拓撲結構

顧名思義，區域網路中的計算機以環狀形式進行連接配接，如圖 1 所示。

此結構中，所有計算機都是平等的，不存在“用戶端-伺服器端”的關系。同時，資料的傳輸隻能沿特定的方向從一台計算機傳遞到另一台計算機，整個傳輸過程中，沿途計算機都會對資料所到目的地的有效性進行檢查，直到其到達目的地。

注意，一旦任意一台計算機無法傳輸資料，整個區域網路中的通信都會被中斷。

2) 星型拓撲結構

在這種結構中，所有計算機都會分别連接配接到同一個裝置（可以是伺服器、集線器、路由器、交換機等）上，如下圖所示。

這裡，我們将位于中心點的裝置稱為中央連接配接點。

顯然在此結構中，各計算機之間的通信資料都會經過中央連接配接點。

相比其它拓撲結構，星型拓撲結構的優勢至少有以下 2 點：

• 如果某一條線路無法正常工作，則隻有與其相連的計算機受到影響，其它計算機照樣可以正常工作；
• 向該結構的區域網路中新加入計算機，是一件非常容易的事情。

該拓撲結構的缺點也是明顯，一旦中央連接配接點出現故障，整個區域網路中的通信都會中斷。

3) 總線拓撲結構

各個計算機借助接口連接配接器連接配接到同一條通信線路上，即所有計算機共用一條資料傳輸線路，如下圖所示。

相比其它拓撲結構，總線拓撲結構布局簡單，因為該結構僅使用 1 條總線來建立通信網絡。使用此拓撲結構的區域網路中，資料會沿兩個方向傳輸到所有計算機中，直到找到目标計算機。

總的來說，相比城域網和廣域網，區域網路有以下幾大優勢：

• 組裝成本低、易于安裝和維護；
• 相比城域網和廣域網，區域網路具有更高的傳輸速率；
• 區域網路更安全，因為它的使用範圍小，更容易維護；
• 完全能滿足特定場景（如辦公室、公司、學校）的需要。

⑵ 城域網（MAN）

城域網通過高速載波或者某些傳輸媒體（如銅線、光纖等）提供高速通信，其覆寫區域介于區域網路和廣域網之間，可達 5~50 公裡。是以，城域網是一種可分布在更大的地理區域（如城鎮，都市）中的高速網絡。

僅從地理範圍上看，城域網覆寫的區域更廣，可連接配接的計算機數量更多，可以看做是區域網路的更新版。更重要的是，一個城域網中可以連接配接該區域内不同位置的所有區域網路（如下圖所示），同時它還提供了将區域網路連接配接到廣域網和網際網路的通道。

對于想要共享資料、位于較大區域的人們來說，城域網往往是更理想的選擇。城域網具備以下幾大優勢：

• 建立一個城域網，并将其和廣域網進行連接配接的成本更低；
• 資料傳輸的速率比廣域網更快；
• 城域網可以實作快速發送本地電子郵件，還允許多個使用者通路高速網際網路；
• 通過連接配接多個區域網路，您可以輕松實作組建一個城域網；
• 城域網比廣域網更安全。

基于以上特點，城域網廣泛應用于組建有線電視網、提供高速 DSL 線路的電話服務網絡等。

⑶ 廣域網（WAN）

相比區域網路和城域網，廣域網主要由電話線、光纖或者衛星鍊路組建而成，是以它可以覆寫更大的地理區域，而不僅僅局限于辦公室、學校、城鎮或者都市。

如上圖所示，雖然廣域網在組織結構上和城域網類似，但廣域網所能覆寫的地理範圍遠大于 50 公裡（1000 公裡或者更大），諸如銀行、跨國公司等這些大型組織通常會使用廣域網與世界各地的分支機構或者客戶進行通信。

廣域網的工作原理是将一些網絡裝置（如交換機、路由器等）和 TCP/IP 協定結合起來使用。并且，廣域網的連接配接目标往往不是單個計算機，而是直接和區域網路或者城域網相連，進而組建更大的計算機網絡。

網際網路被公認為是目前最大的廣域網，它可以通過網際網路服務提供商（簡稱 ISP）連接配接衆多的區域網路和城域網。

總的來說，相比區域網路和城域網，廣域網的優勢在于：

• 可跨越更大的地理範圍，比如從一個國家連接配接到另一個國家；
• 廣域網可以實作讓不同地域的分支機構共享位于總部的伺服器，這意味着，您不再需要購買電子郵件伺服器、檔案伺服器、備份伺服器等等；
• 對于一些需要實時伺服器的公司來說，廣域網是不錯的選擇，因為它能在幾秒鐘内更新指定的檔案；
• 相比一些普通的寬帶連接配接，廣域網可以提供更高的帶寬。

基于廣域網具有的多種特性，它廣泛應用于建構網際網路、證券交易網絡、火車票預售系統等。

二，網際網路

網際網路，又稱 Internet 或者 網際網路，是一種可供全球計算機使用的計算機網絡。

網際網路遵循 TCP/IP 協定（又稱傳輸控制協定或者網際網路互聯協定），憑借有線技術（電話線、光纖等）和無線聯網技術（例如 4G、WiFi 等），實作了将世界數十億台計算機互相連接配接、互相通信，同時還和網際網路實作了連接配接。截止到目前，網際網路是實作全球計算機互相通信速率最快的計算機網絡。

網際網路誕生于 1969 年的美國，由當時的美國國防部進階研究計劃局（簡稱 DARPA）研發，并在 1969 年 12 月首次實作将位于不同地域的 4 台計算機進行連接配接。

⑴ 網際網路是一種計算機網絡

之是以稱網際網路是一種計算機網絡，原因很簡單，網際網路憑借路由器、交換機、電話線以及其它通信裝置，将世界各地的計算機和伺服器相連接配接，進而形成了一個通信網絡。

我們可以這樣了解網際網路，它是一個由實體通信線路（如電話線、光纖等）連接配接而成的全球計算機網絡，甚至如 4G、5G 或者 WiFi 等這些無線連接配接方式，歸根結底也要利用實體通信線路和網際網路相連。

網際網路不同于網際網路（World Wide Web，簡稱 WWW），網際網路主要由計算機和伺服器組成，衆多的計算機和伺服器借助網際網路相連接配接。是以，網際網路是建構網際網路的基礎，網際網路實作了計算機之間的互相通信，為網際網路的形成提供了底層技術支援。這也就不難了解，網際網路借助 Web 浏覽器（網頁浏覽器）将指定内容顯示在用戶端，而這些内容原本存儲在某個 Web 伺服器端（網頁伺服器）。

注意，網際網路并非為某個組織或個人所擁有，它用來代指一種計算機網絡，該網絡旨在連接配接衆多其他網絡（例如區域網路、城域網等），進而建構成可容納全世界數十億台計算機的全球計算機網絡。截止到 2018 年，全球網際網路使用者人數已突破 40 億。

⑵ 網際網路的工作模式

講解網際網路如何工作之前，您必須先了解一些與網際網路相關的基礎知識。

位于網際網路中的計算機，各自扮演着用戶端或者伺服器端的角色。通常情況下，連接配接到網際網路的裝置稱為用戶端，例如手機、筆記本電腦等。用戶端最大的特征是：它不直接和網際網路相連，而是通過 ISP（網際網路服務提供商）間接和網際網路相連。每個連接配接到網際網路的用戶端，ISP 都會配備一個唯一的 IP 位址。

如同每個家庭都有唯一的住所位址，網際網路中的每台裝置也有自己的位址辨別，就是 IP 位址，它使得網絡中的計算機可以精準地将資料傳送給其它的目标計算機。IP 位址由一串數字組成，例如筆者電腦在區域網路中的 IP 位址是 192.168.3.119。

伺服器端通常是一些大型計算機，支援存儲大量的資料，每台伺服器也有唯一的 IP 位址。伺服器的功能是：接收用戶端通過網際網路發送來的請求，并作出相應地響應。考慮到伺服器的管理、維護等因素，伺服器往往集中存放，該存放地點通常稱為資料中心或者機房。

使用網際網路時，我們必須先明确一個要通路的域名。所謂域名，就是 IP 位址的助記符，每個域名都對應一個 IP 位址，例如本網站的域名 c.biancheng.net 就代指存放本站的伺服器端的 IP 位址。注意，域名的存在是很有必要的，因為和 IP 位址相比，域名更容易記憶。但對于網際網路而言，它隻認識 IP 位址而不認識域名，是以當我們使用域名通路某個網站時，網際網路需要得知該域名對應的 IP 位址，這就需要用到 DNS 伺服器（又稱域名伺服器）。

DNS 伺服器的内部儲存着一張域名和 IP 位址對應關系的表格，借助這張表格，DNS 伺服器可以快速地找到目标域名所對應的 IP 位址。DNS 伺服器通常由 ISP 或者類似的組織機構管理。

就如同您有一個電話簿，借助它，您可以輕松找到“張三”這個人名對應的電話号碼，進而給“張三”打電話。網際網路也是如此，它使用 DNS 伺服器找到給定域名對應的 IP 位址，進而完成通路。

了解以上基礎知識後，接下來看看網際網路是如何工作的？

當您打開計算機并在 Web 浏覽器的位址框中輸入域名時，浏覽器會向 DNS 伺服器發送請求以擷取該域名對應的 IP 位址。成功擷取到 IP 位址後，浏覽器會向該 IP 位址的伺服器發送通路請求。

伺服器接收到通路請求後，會做出響應并找到請求的目标資料，然後将它們以數字信号或者光脈沖信号的方式通過光纖傳輸給您的計算機。由于伺服器可能放置在很遠的地方，資料可能需要傳輸數千公裡才能達到。此外，光纖并不是直接和您的計算機相連，而是和光電轉換器相連（也就是常說的“光貓”），它會将光信号轉換為電信号，通過網線傳輸到您的計算機中。如此，Web 浏覽器就會接收到所需的資料并顯示給您。

注意，如果您使用的是 Wifi 或者借助手機的移動資料通路網際網路，則來自光纖、經光電轉換器轉換的電信号資料會首先傳輸到路由器或者手機信号塔，然後以電磁波的方式傳輸到您的計算機或者手機上。

資料傳輸的過程看似複雜，但網際網路傳輸資料的速率是非常快的，因為資料是以二進制形式（0 和 1）進行傳輸，這些二進制資料會組織成衆多的資料塊（稱為資料包），它們能實作高速傳輸。是以在網速正常的情況下，當輸入域名并按下 Enter 的那一刻，您就可以從數千英裡外的伺服器上擷取需要的資料。

⑶ 網際網路的優勢

總體而言，網際網路至少具備以下幾大優勢：

• 即時通訊：借助網際網路，您可以與任何人進行通信，通信形式包括發送郵件、語音或者視訊聊天等；
• 實時導航：借助 GPS 技術，您可以擷取到城市、地區、國家等幾乎任意地方的道路分布，還可以實時搜尋您所在位置附近的加油站、銀行等；
• 網上購物：借助網際網路，您可以輕松實作網購，例如衣服、電影票、日用品等；
• 線上支付：您可以利用網際網路線上支付賬單，例如電費、瓦斯費、學費等；
• 網上銀行：您可以使用網上銀行，例如查詢餘額、轉賬、查詢交易明細等；
• 線上娛樂：借助網際網路，你可以線上聽音樂、看電影、玩網絡遊戲等；

三，内聯網

内聯網，又稱内連網或者内部網，是由特定組織或機建構立（如企業、機關事業機關、學校等）、專門為内部人員（員工、客戶或者其它經授權的人員）設計的一種計算機網絡。

和其它網絡（如網際網路）相比，内聯網提供了一個更安全的資料傳輸平台。借助内聯網，組織或機構可以将機密檔案、資料庫、連結或者應用程式等資源共享給已得到授權的人員。

您可以這樣了解内聯網，它如同是一個在組織或機構内部運作的網際網路，位于該網絡内的每台計算機都配置設定有唯一的 IP 位址，隻有得到授權的内部人員才能使用該網絡中的資源。

和網際網路一樣，内聯網也嚴格遵循 TCP/IP 協定。不同之處在于，内聯網借助防火牆或者其它安全系統，可以嚴密監控傳入或傳出的各個資料包，確定網絡内部所有的通路請求都是得到授權的，進而禁止未授權人員通路該網絡。

這也就意味着，内聯網中的使用者可以通路網際網路（也就是網際網路），但未經授權的網際網路使用者無法通路内聯網。注意，即便使用者得到授權，通常也隻有在連接配接該内聯網所在的區域網路後，才能通路其中的資源。

所謂授權，通常指的是獲得登陸内聯網的秘鑰（可簡單了解為登陸密碼）。也就是說，如果一個普通使用者想通路内聯網，除了要連接配接到内聯網所在的區域網路，還需要具備一個授權通過的網絡秘鑰。當然借助 VPN（虛拟專用網絡），内部使用者還可以實作遠端通路内聯網。

内聯網主要由 3 部分構成，分别為網絡伺服器、内聯網平台以及一些應用程式：

1. 網絡伺服器：存儲内聯網中用到的所有軟體和資料，同時它還負責接收各授權使用者發出的通路請求，找到相應資料并回傳給使用者；
2. 内聯網平台：指的就是組織或者機構根據自身需求量身定做的軟體，它可以搭載内部員工所需的通信工具、應用程式、資料庫等應用；
3. 應用程式：使用内聯網的過程中，很可能需要一些應用程式（軟體）來輔助工作，例如交流軟體、檢索資訊的軟體、存儲資料的軟體等。

⑴ 内聯網的優缺點

和其它計算機網絡相比，内聯網有諸多優勢，例如：

• 組成内聯網的硬體成本低，安全性更高；
• 内聯網大大提高了通信的效率，組織和機構可以即時地向内部人員共享資料、資源，同樣所有内部人員也可以實時接收、檢視這些資料。
• 内聯網有助于項目管理，宏觀把控團隊的工作流程和進度；
• 移動裝置（例如手機、平闆電腦等）上也可以使用内聯網，這意味着内部員工可以直接使用移動裝置通路内聯網中的資料；

當然，内聯網也有它的不足，例如，介于内聯網要求有較高的安全機制，隻允許内部人員通路，是以建立内聯網的成本相對較高；一旦防火牆或者其它安裝系統無法正常工作，内聯網可能面臨被入侵的風險等等。

基于以上所講有關内聯網的特點，如下列舉了幾個内聯網的典型執行個體：

• 校園網：一方面，友善學校内部教職工和學生及時擷取學校動态，另一方面，學生可及時檢視與自己相關的課程安排、考試安排等資訊；
• 房地産企業内部網絡：友善内部銷售人員通路銷售時所需的宣傳冊、表格等資料，另外還可以及時擷取教育訓練、開會的時間等資訊；
• 醫院内部網絡：憑借内聯網，所有醫生可共享病人的最新情況，為病人及時提供最恰當的治療和護理；
• IT 開發部門内部網絡：在 IT 開發部門，常常需要将與近期開發項目有關的大量資料一次性共享給相關程式員，例如開發時所需要遵循的條款、注意事項等。

最後要提醒讀者的是，千萬不要将内部網和網際網路搞混，下表為大家列舉了它們的幾個差別：

内聯網和網際網路的差別

四，外聯網

所謂外聯網，可以了解為是對内聯網功能的擴充，是内聯網的“更新版”。

和網際網路、内聯網一樣，外聯網也是一種基于 TCP/IP 協定建立的通信網絡。外聯網的功能是：為其它組織或機構（例如合作夥伴、客戶等）通路内聯網提供有限的通路權限。所謂“有限的通路權限”，指的是僅能通路内聯網中指定的部分資源，而不是全部。

是以外聯網也是一種私有網絡，借助它，組織或機構可以安全地将網絡中的部分資源共享給外部的授權人員。換句話說，隻要身份驗證成功的使用者，就可以憑借外聯網通路組織或機構的内聯網。

⑴ 外聯網的建立

外聯網常常以虛拟專用網絡（簡稱 VPN）的形式建立，原因很簡單，外聯網的主要使用對象是組織或機構外的人員，是以網絡安全至關重要，而 VPN 可以確定網絡的安全性。

前面提到，外聯網中資料的傳輸基于 TCP/IP 協定，但是以 VPN 形式建立的外聯網遵循的是 IPsec 協定。IPsec 協定在 TCP/IP 協定的基礎上增加了額外的安全保護機制，可以確定外聯網中資料傳輸的安全性。

除此之外，外聯網還可以采取以下兩種措施，進一步提高網絡安全：

1. 使用防火牆或其它安全系統：防止未授權的使用者通路外聯網；
2. 設定登陸密碼：無論外部人員還是内部員工，都需要憑借登陸密碼證明自己的身份，防止未經授權的使用者通路内聯網。

⑵ 外聯網的優缺點

外聯網的優勢有很多，比如說：

• 外聯網可以充當公司和貿易夥伴之間的溝通視窗，友善即時共享資訊；
• 外聯網簡化了組織或機構中的很多業務流程，大大提供了運轉效率；
• 外聯網可以為客戶提供解決問題和投訴的平台，使機構或公司更好地服務客戶；
• 外聯網還可以自動執行一些任務，例如庫存下降時自動向供應商下訂單等。

外聯網也存在一定的局限性，例如：

• 如果您在自己的伺服器上部署外聯網，則很可能需要較高的帶寬，大大增加營運成本。此外，還需要額外部署防火牆，它的安全機制非常複雜，會大大增加工作量；
• 外聯網的正常運作必須借助網際網路，因為沒有網際網路，組織或機構外的授權人員将無法通路網絡；
• 外聯網的使用，減少了公司和貿易夥伴、供應商之間面對面溝通的次數，很可能會導緻溝通上的不及時或者誤解。

⑶ 外聯網和内聯網的差別

那麼，外聯網和内聯網有什麼不同呢？下表給大家列舉了它們之間的幾點不同。

外聯網和内聯網的差別

五，網站

簡單地了解，網站就是多個網頁的集合體。同一個網站中的網頁内容往往都緊密相關，每個網頁都可以包含文本、圖像、音頻或者視訊等内容。

打開網站看到的第一個網頁通常稱為首頁或首頁。

每個網站都配備有一個特定的網際網路位址（簡稱 URL），您隻需要連接配接網際網路并在浏覽器的位址欄中輸入該位址，就可以通路目标網站的首頁，進而通路網站上的其它資源。

大家普遍公認的世界上第一個網站，是由科學家提姆·伯納斯·李（TimBerners-Lee，被譽為“網際網路之父”）在 1991 年 8 月 6 日開發的。截止到 2018 年 1 月份，網際網路上大約有 17 億個網站。根據各個網站不同的建站目的和針對的目标群衆，網站又可以分為部落格、社交媒體類網站、非營利性網站、電子商務類網站等多種類型。

如今的大多數網站都托管在一個或者多個伺服器上，每個網站由所有者管理，可以是個人、組織、機構或者公司。

⑴ 網站的類型

要知道，根據網頁的内容是否會動态變化，可以将衆多網頁分為兩類，即靜态網頁和動态網頁。在此基礎上，根據網站中包含的是靜态網頁還是動态網頁，網站可以分為靜态網站和動态網站。

1）靜态網站

靜态網站指的是全部由靜态網頁組成的網站。也就是說，除非所有者手動更改，否則靜态網站中的所有網頁内容都将保持不變。

靜态網站中，所有網頁都采用 HTML（超文本标記語言）編碼，每個網頁的代碼都是固定的。是以，不同使用者通路同一個網頁時，看到的内容是完全相同的。

靜态網站中的每個網頁或者其它資源，本質上都是一個個互相獨立的檔案（例如每個網頁就是一個以 .html 為字尾名的檔案），它們集中存放在伺服器上。當您通路靜态網站時，其實就是從伺服器擷取對應的檔案，整個過程不需要資料庫的支援，也不需要借助任何程式設計語言（例如 PHP、Python、Java 等）。

和動态網站相比，靜态網站易于建立、維護和托管，且開發成本低，即便您不了解 Web 程式設計和資料庫設計，也能建立屬于自己的靜态網站。此外，靜态網站不依賴任何 CMS（全稱“内容管理系統”，如織夢 CMS、帝國 CMS、PageAdmin 等）和程式設計語言，比動态網站更安全。

2）動态網站

所謂動态網站，指的是包含動态網頁的網站。也就是說，動态網站中包含一些内容會動态變化的網頁。

和靜态網站不同，動态網站中的資源要麼由程式設計語言自己生成，要麼由程式設計語言從資料庫中獲得。是以，一旦動态網站所有者更新或者修改資料庫中的内容，很可能導緻網站中某些網頁或者資源的内容也随之改變。

動态網站中動态内容的生成，借助的是用戶端腳本語言（也就是 JavaScript）或者伺服器端腳本語言（比如 PHP、ASP、JSP 等），甚至兩種語言結合使用。比如說，當您使用浏覽器通路某個動态網站中的動态網頁時，浏覽器會先向存儲該網站的伺服器發送請求，伺服器接收到請求後，會将其傳送給伺服器端的腳本，由它操作資料庫并擷取到相關内容，進而生成網頁并由伺服器回報給使用者。

注意，不同使用者從資料庫中擷取的内容很可能是不一樣的。也就是說，即便是同一個動态網頁，不同使用者通路所看到的網頁内容很可能不同。

相比靜态網站，動态網站也很易于維護，并且由于其使用了很多進階程式設計語言，是以對于網站内容的修改和更新操作會更便捷。此外，動态網站看上去更專業，動态的網頁内容往往令人印象深刻。更重要的是，動态網站中頁面上的内容可以因人而異，投其所好。

下表給您羅列了靜态網站和動态網站之間的差別。

靜态網站和動态網站的對比